单片机接口设计与应用案例分析

第２卷第２期　２　０　０　２年６月　南通纺织职业技术学院学报（综合版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　Ｖｏ１．２．ＮＯ．２　Ｊｕｎ．２　０　０　２　

单片机应用系统接口地址的分析　

孙　兵　陆冬明　

（南通纺织职业技术学院机电系，南通２２６００７）　

【摘　要］结合ＭＣＳ一５１单片机应用系统的结构组成，介绍了接口地址的形成和处理方法，　

并提出了改进接口地址教学的一些措施．　

【关键词］单片机；接口地址；　分析　

【中图分类号】Ｆ３２１　【文献标识码】Ａ　【文章编号】１６７１—６１９１（２００２）０２—００１３—０５　

单片机应用系统的开发设计涉及许多方面的内容．其中，接口地址是软硬件设计的重要纽带．在教　

学实践中，笔者发现随着教学深度的不断加大，学生在处理接口地址问题时所产生的错误有不断上升的　

趋势、究其原因，是因为学生在单片机应用系统不断复杂的情况下，往往只注重于硬件线路的连接和程　

序结构的设计，忽视了正确处理接口地址的重要性．于是在完成实训课题的过程中经常因为接口地址错　

误、与系统地址冲突或程序运行中途丢失接口地址等原因而不能完成系统调试任务．本文将针对上述情　

况，通过对典型接口地址问题的分析，探讨改进单片机接口技术教学的途径和方法。　

１接口地址的构成要素　

单片机应用系统中外围器件接口地址的确定是综合硬件系统多方面的因素共同完成的．下面就从　

两个主要方面来分析形成接口地址的一般方法．　

１．１单片机的地址总线　

以ＭＣＳ一５１系列单片机为例，地址总线共１６位，由Ｐ２口直接提供高８位地址（Ａ８　Ａ１５），Ｐ０口经　

地址锁存器提供低８位地址（Ａ０　Ａ７）．外围芯片接口地址实际上就是与之相对应的Ｐ２口和Ｐ０口每一　

位的数据组合．其中，Ｐ０口以及Ｐ２口部分低位地址线主要用于与外围芯片的地址引脚相连，从而构成　

外围芯片的片内地址，如图１中８０３１单片机与６１１６、８１５５、８２５５（地址引脚端只有Ａ０、Ａ１）、ＡＤＣ０８０９　

第５誊第４期　２００６年ｌ２月　南通大学学报（自然科学版）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　Ｖｏ１．５　Ｎｏ，４　１）ｅｃ，２００６　

文章编号：１６７３—２３４０（２００６）０４—０１０１—０３　

用Ｉ２Ｃ总线实现串行ＥＥＰＲＯＭ与　

ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ单片机的接口设计及应用　

施建珍，袁秋锦，宋国华　

（南通大学理学院，江苏南通２２６００７）　

摘　要：文章针对ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ程序存储器的程序一次成型、不可更改的缺点．以及单片机控制系统中通过人机界　面输八或修改参数的需求，设计了ＡＴ２４Ｃ０２、ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ协同工作的电路，实现了通过ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ单片机控　制串行ＥＥＰＲＯＭ芯片Ａ　１＇２４Ｃ０２，并在ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ程序存储器的程序成型后．将所需更改的信息存储在　

Ａ　Ｉ１２４Ｃ０２中．且在断电之后存储信息不会丢失，　关键词：ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ；ＥＥＰＲＯＭ：Ｉ　Ｃ总线；智能家居　中图分类号：ＴＰ３６８　文献标识码：Ａ　

Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｅｒｉａｌ　ＥＥＰＲｏＭ　ａｎｄ　

ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ　Ｓ　ＣＭ　ｗｉｔｈ　１２Ｃ　Ｂｕｓ　

ＳＨＩ　Ｊｉａｎ－ｚｈｅｎ，ＹＵＡＮ　Ｑｉｕ－ｊｉｎ，ＳＯＮＧ　Ｇｕｏ—ｈｕａ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｌｙ，Ｎａｎｔｏｎｇ　２２６００７，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｅｄ　ａｔ　ｔｈｅ　ｓｈｏ￣ｃｏｍｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＳＣＭ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｏｆ　ｔｉｌｅ　ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ　ｌ，ｒｏｇｒａｍ　１１３ｅＩｎ—　ｏｒｙ　ｉｓ　ｆｏｒｍｅｄ　ｉｎ　ｏｎｅ　ｐｉｅｃｅ　ａｎｄ　ｕｎｃｈａｎｇｅａｂｌｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎｅｅｄ　ｏｆ　ｉｎｐｕｔｔｉｎｇ　ｏｒ　ｒｅｖｉｓｉｎｇ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎ－（＇（）ＨＩ—　ｐｕｔｅｒ　ｉｎｔｅｆｆａｃｅ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｅｓｉｇｎｓ　ｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｆ　ＡＴ２４Ｃ０２　ａｎｄ　ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ，ｔｈｒｏｕｇｈ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｓｅｒｉａｌ　ＥＥＰＲＯＭ　ｃｈｉｐ　ＡＴ２４Ｃ０２　ＣａＩｌ　ｂｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ　ｂｙ　ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ　ＳＣＭ．Ａｆｔｅｒ　ｔｈｅ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｏｆ　ＥＭ７８Ｐ４４７ＳＢ　ｐｒｏｇｒａｍ　ｍｅｍｏｒｙ　ｉｓ　ｆｉ￣ｒｍｅｄ，ｔｈｅ　

单片机PWM输出接口设计与应用

导言

单片机（Microcontroller，简称MCU）作为现代电子科技领域的一个重要组成部分，广泛应用于各个领域，如家电、汽车电子、工业自动化等。其中，PWM（Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制）技术是单片机中重要的功能之一，通过对固定频率的方波的占空比调节，实现对输出信号的精确控制。本文将介绍单片机PWM输出接口的设计与应用，包括PWM原理、接口设计步骤以及常见应用案例。

一、PWM原理

PWM技术是一种将模拟信号转换为数字信号的调制技术，通过调整数字信号的脉冲宽度来控制输出信号的电平。实现PWM的关键在于控制器对方波的占空比进行调节。

PWM信号的频率是固定的，周期为T，通常单位为微秒。占空比（Duty Cycle）是指方波中高电平部分所占的时间比例，通常用百分比来表示。占空比的改变决定了输出信号的高低电平持续时间的变化，从而控制被驱动设备的工作状态。

二、单片机PWM输出接口设计步骤

1. 确定单片机型号：选择适合的单片机芯片，具有PWM功能的引脚或专用PWM模块。

2. 确定输出电平及频率：根据实际需求确定输出信号的高低电平以及频率。不同的应用场景对电平和频率的要求可能不同。

3. 确定占空比调节方式：PWM信号的占空比调节方式有多种，包括软件调节和硬件调节。软件调节可以通过对PWM寄存器进行编程来实现，而硬件调节一般是通过外部模块或电位器进行调节。 4. 连接外部电路：根据选定的单片机型号和引脚，将单片机的PWM引脚与外部电路（如LED、电机等）进行连接。

5. 编写程序：根据选定的单片机型号和开发环境编写相应的PWM输出程序。在程序中设置PWM的频率、占空比以及相关参数。

6. 调试与测试：将单片机连接至供电电源，并通过示波器或其他测试工具观察PWM信号的波形，确保输出正常。

三、单片机PWM输出接口的应用

1. LED亮度控制：通过PWM技术可以实现对LED灯的亮度控制。在开发过程中，可以通过改变PWM占空比来调节LED灯的亮度，从而实现不同亮度的灯光效果。

1 单片机原理接口及应用系统设计课程设计

需求分析

作为一门单片机应用开发课程设计，本设计需要满足以下需求：

目标人群

本设计的目标人群为计算机、电子信息工程等相关专业的本科生。

基本要求

本设计的基本要求如下：

1. 掌握单片机工作原理及接口原理；

2. 能够实现基本的单片机应用系统设计；

3. 能够利用单片机实现数据采集、处理、存储、输出等功能；

4. 能够设计简单的单片机接口板或扩展板；

5. 能够进行简单的单片机应用系统调试和调优。

进阶要求

本设计的进阶要求如下：

1. 能够基于单片机实现复杂的应用系统设计；

2. 能够进行单片机应用程序的编写和调试；

3. 能够利用单片机和外部元器件进行连接和通讯；

4. 能够进行单片机系统性能优化和节能管理。

设计目标

根据需求分析，本设计的设计目标为： 2 1. 着重介绍单片机工作原理及接口原理；

2. 给出基本的单片机应用系统设计方案；

3. 提供单片机应用系统实验指导；

4. 实现简单的单片机应用系统扩展板设计；

5. 提供单片机应用系统调试方法；

6. 提供单片机应用系统案例分析。

设计过程

单片机工作原理及接口原理

1. 单片机基本概念

2. 单片机工作原理

3. 单片机主频选择

4. 单片机存储器组成及分类

5. 单片机接口原理

6. 单片机常见外设接口

单片机应用系统设计

1. 单片机应用系统设计基本流程

2. 单片机应用系统开发工具

3. 单片机应用系统开发环境搭建

4. 单片机应用系统程序设计

5. 单片机应用系统硬件设计

6. 单片机应用系统调试和调优

单片机应用系统实验指导

1. 实验器材准备

2. 实验环境搭建 3 3. 单片机应用系统实验程序编写

4. 实验数据采集、处理和存储

5. 实验数据输出和显示

6. 实验结果分析和总结

单片机应用系统扩展板设计

1. 扩展板选型

2. 扩展板电路设计

3. 扩展板制作和测试